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Un exercice 'minute' de khôlle...

Posté par
blang
12-03-08 à 08:16

Bonjour à tous

Soit f:\mathbb{R}\mapsto\mathbb{R} une fonction positive de classe C^2. On suppose que \|f''\| \leq M sur \mathbb{R}, prouver que pour tout réel x, on a: \|f'(x)\| \leq \sqrt{2Mf(x)}.

Posté par
rogerd
Un exercice 'minute' de khôlle... 12-03-08 à 08:49

Bonjour!
Un début de solution dans le cas où f' positive, f et f' nulles en 0 et en se limitant à x positif:

f"<=M donc 2f'f"<=2Mf' donc 2f'f"-2Mf'<=0 donc
(f')^2-2Mf décroissante donc négative sur ]0,+l'infini[ donc (f')^2\leq 2Mf donc
|f'|\leq \sqrt{2Mf}

Posté par
1 Schumi 1
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 12-03-08 à 12:01

Salut tout le monde,

blang >> T'entends quoi par "exercice 'minute'"?

Posté par
blang
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 12-03-08 à 12:34

@Ayoub:

La preuve est assez courte

Posté par
1 Schumi 1
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 12-03-08 à 12:39

Ok.

Posté par
blang
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 14-03-08 à 15:25



Bonjour,

Alors, à part rogerd, personne n'est inspiré par ce classique ?

Posté par
Nightmare
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 14-03-08 à 23:01

Salut

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Posté par
blang
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 10:11

@Nightmare:

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Posté par
Nightmare
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 12:19

[blank]Oups désolé quelques erreurs, h c'est epsilon² dans f' et epsilon tout court à côté de M (j'ai fait avec des h sur mon brouillons)

Bref la dernière inégalité vient simplement de l'étude de la fonction A/e+eM.

Posté par
rogerd
Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 12:37

Nightmare:

Je n'ai pas épluché ta démonstration, mais il me semble qu'on peut la faire marcher: remplacer le sup(|f|) sur R par le sup(|f|) sur ]x-,x+[ et, tout à la fin, faire tendre vers 0.

Posté par
blang
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 12:49

@Nightmare :

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Posté par
Nightmare
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 13:00

Euh je ne crois pas Blang, c'est même un maximum atteint en V(2AM)

Oui en effet rogerd ça a l'air de marcher.

Posté par
blang
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 13:07

@rogerd:

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Posté par
blang
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 13:16

Citation :
Euh je ne crois pas Blang


Attends ... On ne parle peut-être pas de la même chose

Citation :
c'est même un maximum


La fonction \epsilon \mapsto \frac{\text{sup}det{f}}{\epsilon}+\frac{\epsilon}{2}M possède un minimum, atteint en \sqrt{\frac{2\text{sup}det{f}}{M}}...

Je maintiens qu'on a l'inégalité inverse et que pour faire marcher ta solution, il faut avoir recours à l'argument que je donnais à 12:19

Posté par
blang
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 13:20

@Nightmare:

Ah mais non, j'ai vu ton erreur: h ce n'est pas 2 mais /2

Posté par
blang
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 13:34

Citation :
il faut avoir recours à l'argument que je donnais à 12:19


Pardon, à 10:11

Posté par
rogerd
Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 14:02

Une autre idée:

Une translation sur la variable ne changeant pas les propriétés de f, je me limite à démontrer l'inégalité demandée pour x=0.
De même, f(-x) ayant les mêmes propriétés que f, je me ramène au cas f'(0)>=0.

Je reste sur ]-,0]

f"<= M donc f'-Mx est décroissante donc >=f'(0).

Donc f'-Mx-f'(0)>=0 donc f(x)-Mx^2/2 -xf'(0) est croissante, donc inférieure à f(0).

Donc 0\leq f(x)\leq Mx^2/2+xf'(0)+f(0).
Donc le trinôme Mx^2/2+xf'(0)+f(0) est positif pour tout x réel.
Donc son discriminant f'^2(0)-2Mf(0) est négatif.
C'est l'inégalité recherchée.

Posté par
blang
re : Un exercice 'minute' de khôlle... 15-03-08 à 15:04

rogerd

La preuve que j'ai utilise aussi le discriminant d'un trinôme du second degré.

Par positivité de f et d'après Taylor-Lagrange, si h , on a: 0 \leq f(x+h) \leq f(x)+hf'(x)+\frac{M}{2}h^2. Ainsi le discriminant du trinôme P(h)=\frac{M}{2}h^2+hf'(x)+f(x) est négatif ou nul: d'où l'inégalité annoncée. (le raisonnement ne marche pas si M=0: mais cela arrive uniquement quand f est affine, c'est-à-dire quand f est constante>0 vu que f est positive sur , cas évident).



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